Estruturas Metálicas e Madeira - Aula 20150831

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Engenharia Civil
Estruturas Metálicas e de Madeira
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1 – Segurança e desempenho estrutural
1.1 – Introdução
Estabelecer os 
critérios de 
projeto.
Definir configuração 
estrutural e as seções
Estrutura 
ótima?
Verificação 
(normas)
Análise 
estrutural
Dimensionamento 
preliminar
Especificações 
Plantas e 
desenho
FIM
Sim
Não
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Estados Limites Últimos
Os estados limites últimios são aqueles relacionados com a segurança. A
ocorrência desse tipoo de estado limite significa sempre colapso estrutura, total
ou parcial. Alguns estados limites frequentes nas estruturas de aço são, por
exemplo:
- Ruptura por tração;
- Escoamento por tração ou compressão;
- Instabilidade por compressão ou por flexão;
- Hipostaticidade devida formação de uma ou mais rótulas plásticas.
Condição de dimensionamento:
ܵௗ
ܴௗ
≤ 1,0
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Estados Limites Últimos
Condição de dimensionamento – esforços combinados:
ܵௗ,ଵ
ܴௗ,ଵ + ܵௗ,ଶܴௗ,ଶ + ܵௗ,ଷܴௗ,ଷ + ⋯+ ܵௗ,௡ିଵܴௗ,௡ିଵ + ܵௗ,௡ܴௗ,௡ ≤ 1,0
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Determinação dos esforços solicitantes de cálculo
Caso Geral:
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Determinação dos esforços resistente de cálculo
ܴௗ = ܴ௞ߛ௔
Onde :
• ܴௗ é o esforço resistente de cálculo 
• ܴ௞ é o esforço resistente nominal para o estado limite último em consideração
• ߛ௔ coeficiente de segurança – devido a variabilidade das propriedades 
mecânicas do aço e incertezas relativas ao comportamento da peça no 
colapso.
• ߛ௔ଵ = 1,10 - Escoamento 
• ߛ௔ଶ = 1,35	- Ruptura 
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Estados-limites de Serviço
São relacionados à capacidade da estrutura de desempenhar satisfatoriamente
as funções as quais se destina.
Pode prejudicar:
• Aparência;
• Funcionalidade;
• Conforto dos ocupantes;
• Danos a equipamentos e materiais de acabamento.
Entre os estados-limites de serviço mais comuns encontram-se o deslocamento
vertical das vigas(flechas), as vibrações dos pisos e o deslocamento horizontal
dos edifícios.
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Estados-limites de Serviço
Esses deslocamentos produzem efeitos indesejáveis, como, por exemplo:
• Rachaduras ou trincas em materiais de acabamento;
• Sensação de desconforto para os ocupantes da edificação (movimentação da
estrutura);
• Prejuízo ao funcionamento de equipamentos.
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Estados-limites de Serviço
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Estados-limites de Serviço
Condições de dimensionamento:
Os deslocamentos calculados a partir de uma combinação de ações de serviço
não podem superar valores máximos permitidos, estabelecidos pela ABNT NBR
8800:2008, com base em experiências pregressas.
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Estados-limites de Serviço
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Estados-limites de Serviço
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Estados-limites de Serviço
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Estados-limites de Serviço
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Combinação de ações
Exemplo 01:
Uma viga de edifício residencial está sujeita a momentos fletores oriundos 
de diferentes cargas:
• Peso próprio da estrutura metálica - ܯ௚ଵ = 10	݇ܰ.݉
• Peso de componentes não metálicos permanentes - ܯ௚ଶ = 50	݇ܰ.݉
• Ocupação da estrutura - ܯ௤ = 30	݇ܰ.݉
• Vento - ܯ௩ = 20	݇ܰ.݉
Calcular o momento fletor solicitante de projeto ܯௗ௦௢௟:
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Combinação de ações
Exemplo 02:
Uma diagonal de treliça de telhado está sujeita aos seguintes esforços 
normais oriundos de diferentes cargas:
• Peso próprio da treliça e cobertura metálica - ௚ܰ		 = 1,0	݇ܰ
• Vento de sobrepressão v1 - ௩ܰଵ = 1,5	݇ܰ
• Vento de sucção V2 - ௩ܰଶ = −3	݇ܰ
• Sobrecarga - ௤ܰ		 = 0,5	݇ܰ
Calcular o esforço normal solicitante de projeto.
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Exemplo 03:
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Exemplo 03:
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1 – Segurança e desempenho estrutural
Exemplo 04:
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Exemplo 04: